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Ni基高温合金空心球多孔材料制备工艺

王叶广  
【摘要】: 本文以K405合金粉为原料,聚乙烯醇为粘结剂,聚苯乙烯珠粒为造孔剂,采用粉末烧结的方法制备Ni基高温合金空心球多孔材料。探讨了不同浓度,不同液固比对合金粉浆涂覆性能的影响,确定了空心球多孔材料的制备工艺;利用SEM、XRD等手段分析了多孔材料的组织结构与相组成,测量、分析了不同制备工艺下空心球多孔材料的力学性能。 空心球结构多孔材料烧结工艺为:以5.4℃/min速度升温至350℃并保温20min,然后快速升温至1150℃,保温170min。采用优化的烧结工艺及尺寸小于38μm和38~53μm的合金粉粒所制备的多孔材料相对密度分别为0.113和0.074,空心球壁厚均匀、完整;随着合金粉末尺寸增加,制备的多孔材料收缩率下降。 随着烧结时间的延长,多孔材料中的烧结颈不断长大,组织趋于致密化。相同的烧结条件下,当合金粉粒尺寸分别为小于38μm、38~53μm及53~75μm时,随着合金粉粒尺寸的增大,多孔材料的孔隙率增加。 烧结制备的K405合金空心球结构多孔材料中,基体相为γ相,同时有少量γ′相析出。相同制备条件下,体心结构的空心球多孔材料的相对密度、抗压强度和弹性模量均高于简单立方结构多孔材料;相对密度相同时,体心立方结构多孔材料的抗压强度与弹性模量分别比简单立方结构提高了11.2%和2.2%。金属空心球多孔材料压缩时,主要在合金粉粒间烧结颈处断裂;随着合金粉粒尺寸减小,烧结后的多孔材料中粉粒之间的烧结颈增大。


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